机械原理的研究对象

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机械原理的研究对象范文第1篇

关键词：功能原理；保守力；势能

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1674-9324（2012）03-0070-02

一、问题提出

文献[1][2]对功能原理的描述是：质点系机械能的增量等于一切外力和一切内非保守力所做功的代数和，称作质点系的功能原理，即

∑A外＋∑A内非＝∑（EK+EP）-∑（EK0-EP0）?摇?摇?摇?摇?摇（1）

而文献[3]对功能原理的描述是：质点系总机械能的增量等于一切外力非保守力和一切内非保守力所做功的代数和，称作质点系的功能原理，即

∑A外非＋∑A内非＝∑（EK+EP）-∑（EK0-EP0）?摇?摇?摇?摇?摇（2）

比较（1）（2）可知，两表达式左方不同，应是∑A外+∑A内非还是∑A外非+∑A内非呢？也就是在功能原理中外力的功可否分为外保守力的功和外非保守力的功呢？内力存在保守力和非保守力，而外力是否也存在保守力和非保守力？只有把这些问题弄清楚，才能正确理解功能原理。从而也能正确理解好相关的物理概念。

二、探究分析

功能原理是力学中的基本原理之一，是由动能定理导出的。经典力学中的动能定理一般表述为∑A外+∑A内=∑EK-∑EK0即诸外力所作之功和诸内力所作之功的代数和等于系统（质点组）总动能的改变量。而功能原理它与动能定理并无本质的不同，它们的区别仅在于功能原理中引入了势能，从而说明质点系机械能的变化规律的。然而不同文献[1][2][3]对其描述形式又不一样，应如何理解呢？

因为功是机械能变化的量度，所以机械能的变化需要通过做功来实现，∑A外反映系统和外界的能量转换，这里视乎应该包含两部分∑A外保和∑A外非。而∑A外保就应该和外势能（系统和外界共有的势能）相关，即∑A外保=-E外P。∑A内非反映系统内部机械能和其他形式能量的转换；如系统内有滑动摩擦力时，∑A内非为负值，表明系统的一部分机械能转换成了系统的内能。这样功能原理就应该写成文献[3]的形式，并且等号右侧势能部分还蕴涵着外势能。

势能概念是在保守力概念的基础上提出的，势能属于相互作用的物体构成的系统的。只有物体之间的相互作用力的性质满足力对物体做功与移动路径无关，只与物体的相对位置有关这一特点，系统才会具有与之相关的势能。如重力――重力势能，电场力――电势能，分子力――分子势能，等等，所以功能原理的应用对象应是系统。在运用功能原理时应注意：如在考虑机械能时引入了重力势能，由于势能属于物体与地球共有，因此物体所受重力即为内力（保守力），在计算合外力做功时应剔除重力做功；同样如引入弹性势能，弹簧弹性势能属于弹簧和相连质点所共有，因此弹簧的弹力即为内力（保守力），计算合外力做功时就不应再考虑弹簧的弹力做功。

如果存在外势能，就一定存在A外保，而有保守力做功时，一定有势能参与转化，研究的对象应是相互作用物体的全体构成的系统。这时保守力又视为内力了，如果这样考虑，文献[1][2]和文献[3]也就统一了，其实文献[1][2]中的∑A外和文献[3]中的∑A外非是相等的。

三、实例阐述

例如，物体在水平面上移动如图1所示。可以把物体看成是研究对象，此时物体所受的重力可以视为外力，而此时∑A外保一定是零，所∑A外也就和∑A外非保相等了，这样文献[1][2]和文献[3]就相同了。

再如图2所示，起重机将货物向上拉起，货物因此而获得动能和重力势能，这重力势能实质是货物和地球共同具有的重力势能。应用功能原理时，研究对象就是货物和地球组成的系统，货物受到的重力即为内力（保守力），而不是外力。此时外力一定不包含保守力，即，∑A外也是和∑A外非保相等的。

四、结束语

基于以上分析，我们认为不仅存在内保守力和内非保守力，也存在外保守力和外非保守力。但对于分析一个物理问题时，最重要的是一定要明确研究的对象。对功能原理文献[1][2]和文献[3]虽然形式不同，但表达的物理含义是相同的，但我们认为，文献[3]表述的更准确。

参考文献：

[1]漆安慎，杜婵英.普通物理学教程力学[M].北京：高等教育出版社，2000.

[2]程守洙，江之水.普通物理学（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2001.

[3]漆安慎，杜婵英.普通物理学教程力学（第二版）[M].北京：高等教育出版社，2005.

通讯作者：谭振江（1965-），男，教授，博士，硕士研究生导师。

机械原理的研究对象范文第2篇

关键词：3D打印 SLM 机械 自动化 应用

中图分类号：TP334.8 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）04-0107-01

随着3D技术的日趋成熟，对机械自动化加工技术带来了深远影响。3D打印技术是一种快速成型技术，逐渐在机械自动化制造业得到了应用。

1 金属零件3D打印技术的分类

金属零件3D打印技术是先进机械自动化制造技术的重要发展方向。金属3D打印技术分为三类：

（1）使用激光照射预先铺展好的金属粉末。包括激光选区熔化（SLM）以及直接金属激光烧结成型（DMLS）等。其中激光选区熔化技术目前技术相对成熟，其对于任意形状的零件几乎都可以直接加工成型，致密度可达到近乎100%。（2）使用激光照射喷嘴输送的粉末流，激光与输送粉末同时工作（LENS）。该方法目前在国内应用较为广泛。（3）采用电子束熔化预先铺展好的金属粉末（EBM），此方法与第1类原理基本相似，其别在于采用的热源不相同。

2 本文的研究对象

目前SLM的研究和开发是国内外快速成型领域的新热点。本文以SLM为研究对象，简要阐述了SLM的基本组成和成型原理，在对比国内外SLM技术的基础上，分析研究了SLM技术未来的发展方向。

3 SLM的基本组成

SLM，一般由机械单元、控制单元、光路单元、保护气密封单元、工艺软件等部分组成：

（1） 光路单元主要包括反射镜、光纤激光器、聚焦透镜、扫描振镜和扩束镜等。激光器是SLM设备中最核心的组成部分，近年来几乎所有的SLM设备都采用光纤激光器，光纤激光器具有转换效率高、性能可靠、寿命长、光束模式接近基模等优点。因为光纤维激光光束质量很好，因而光纤激光器在精密金属零件的激光选区熔化快速成型中有着明显的优势。扫描振镜由电机驱动，通过计算机进行控制，可以使激光光斑精确定位在加工面的任一位置。（2）机械单元主要包括成型缸、成型室密封设备、粉料缸、铺粉装置等。（3）控制系统由计算机和多块控制卡组成，激光束扫描控制是由计算机通过控制卡向扫描振镜发出控制信号，控制X/Y扫描镜运动以实现激光扫描。设备控制系统主要包括以下功能：

一、系统初始化、状态信息处理、故障诊断和人机交互功能。二、对电机系统进行各种控制，提供了对成型活塞、供粉活塞、铺粉滚筒的运动控制。三、对扫描振镜控制，设置扫描振镜的运动速度和扫描延时等。四、设置自动成型设备的各种参数，如调整激光功率，成型缸、铺粉缸上升下降参数等。五、协调控制五个电机，进而控制对零件的成型加工。根据SLM工艺的需要，其所涉及的专业软件主要有三类：切片软件、扫描路径生成软件和设备控制软件。

4 SLM成型原理

SLM技术首先利用计算机的CATIA、pro/e、UG等软件设计出金属零件的三维立体模型，接下来使用切片软件将三维设计软件形成的加工零件三维立体模型进行切片分层，得到各截面的轮廓数据，由轮廓数据生成填充扫描路径，设备将按照这些填充扫描线，控制激光束选区熔化各层的金属粉末材料，逐步堆叠成三维金属零件。

5 SLM设备的展望

纵观国内外的SLM设备和应用情况，SLM设备在以下的方面还需要不断的改进和发展：

5.1 高性价比趋势

目前对于机械自动化加工业来说，SLM技术有很大的优势和应用空间，但是SLM设备高昂的价格阻碍了它的推广和应用。一套SLM设备动辄几百万元，且维护维修费用高。为了更好的推进3DSLM技术发展，则必须不断改进SLM技术装备，降低成本，促进3DSLM技术向着一个高性价比的趋势发展。

5.2 成型大尺寸零件趋势

目前，在机械自动化加工行业，3DSLM技术尚不具备加工大型尺寸金属零件的能力，这也是限制、阻碍3DSLM技术在机械自动化加工行业应用发展的重要影响因素。当前，国外的相关科研机构正在研究大型尺寸金属零件3DSLM技术加工装备，这也是未来3DSLM技术的发展方向所在。

5.3 与传统加工方法结合的趋势

SLM技术具有制造成本高、成型件表面质量差等缺点。若是能将SLM技术和传统机加工方法结合起来，则将使机械自动化加工技术提升到一个新的发展水平。目前日本已经开发出了金属光造型复合加工设备，该设备将金属激光成型和高速、高精度的切削加工结合在一起，实现了复合加工技术。

5.4 便携化、智能化趋势

随着机械零件的轻量化和集成化开发，未来将会出现适合轻量化、集成化金属零件加工的3DSLM技术，即便携式SLM设备。这些SLM设备将成为今后人们生产和工作中的实用工具，颠覆传统制造方式。未来，随着传感器、控制软件的进步完善，将会实现整个3D成型加工过程时时动态自动监测，发现问题自动调整工艺参数来解决问题，最终实现更高程度的机械自动化加工。

机械原理的研究对象范文第3篇

图景。

一、量子力学突破了经典科学的机械决定论，遵循因果加统计的非机械决定论

经典力学是关于机械运动的科学，机械运动是自然界最简单也是最普遍的运动。说它最简单，因为机械运动比较容易认识，牛顿等人又采取高度简化的方法研究力学，获得了空前成功；说它最普遍，因为机械力学有广泛的用途，容易把它绝对化。[2]机械决定论是建立在经典力学的因果观之上，解释原因和结果的存在方式和联系方式的理论。机械决定论认为因和果之间的联系具有确定性，无论从因到果的轨迹多么复杂，沿着轨迹寻找总能确定出原因或结果；机械决定论的核心在于只要初始状态一定，则未来状态可以由因果法则进行准确预测。[3]其实，机械决定论仅仅适用于宏观物体，而对于微观领域以及客观世界中大量存在的偶然现象的研究就产生了统计决定论。[4]

量子力学是对经典物理学在微观领域的一次革命。量子力学所揭示的微观世界的运动规律以及以玻尔为代表的哥本哈根学派对量子力学的理解，同物理学机械决定论是根本相悖的。[5]按照量子理论，微观粒子运动遵守统计规律，我们不能说某个电子一定在什么地方出现，而只能说它在某处出现的几率有多大。

玻恩的统计解释指出，因果性是表示事件关系之中一种必然性观念，而机遇则恰恰相反地意味着完全不确定性，自然界同时受到因果律和机遇律的某种混合方式的支配。在量子力学中，几率性是基本概念，统计规律是基本规律。物理学原理的方向发生了质的改变：统计描述代替了严格的因果描述，非机械决定论代替了机械决定论的统治。

经典统计力学虽然也提出了几率的概念，但未能从根本上动摇严格决定论，量子力学的冲击则使机械决定论的大厦坍塌了。量子力学揭示并论证了人们对微观世界的认识具有不可避免的随机性，它不遵循严格的因果律。任何微观事件的测定都要受到测不准关系的限定，不可能确切地知道它们的位置和动量、时间和能量，只能描述和预言微观对象的可能的行为。因此，量子力学必须是几率的、统计的。而且，随着认识的发展，人们发现量子统计的随机性，不是由于我们知识和手段的不完备性造成的，而是由微观世界本身的必然性（主客体相互作用）所注定。

二、量子力学使得科学认识方法由还原论转化为整体论

还原论作为一种认识方法，是指把高级运动形式归结为低级运动形式，用研究低级运动形式所得出的结论代替对高级运动形式的本质认识的观点。它用已分析得出的客观世界中的主要的、稳定的观点和规律去解释、说明要研究的对象。其目的是简化、缩小客体的多样性。这种方法在人类认识处于初级水平上无疑是有效的。如牛顿将开普勒和伽利略的定律成功地还原为他的重力定律。但是还原论形而上学的本质，以及完全还原是不可能的，决定了还原论不能揭示世界的全貌。

量子力学认为整体与部分的划分只有相对意义，整体的特征绝非部分的叠加，而是部分包含着整体。部分作为一个单元，具有与整体同等甚至还要大的复杂性。部分不仅与周围环境发生一定的外在联系，同时还要表现出“主体性”，可将自身的内在联系传递到周边，并直接参与整体的变化。因而，部分与整体呈现了有机的自觉因果关系。在特定的临界状态，部分的少许变化将引起整体的突变。[6]

波粒二象性是微观世界的本质特征，也是量子论、量子力学理论思想的灵魂。用经典观点来看，也就是按照还原论的思想，粒子与波毫无共同之处，二者难以形成直观的统一图案，这是经典物理学通过部分还原认识整体的方法，是“向上的原因”。可是微观粒子在某些实验条件下，只表现波动性；而在另一些实验条件下，只表现粒子性。这两种实验结果不能同时在一次实验中出现。于是，玻尔的互补原理就在客观上揭示了微观世界的矛盾和我们关于微观世界认识的矛盾，并试图寻找一种解决矛盾的方法，这就是微观粒子既具有粒子性又具有波动性，即波粒二象性。这就是整体论观点强调的“向下的原因”，即从整体到部分。同样，海森伯的测不准原理说明不能同时测量微观粒子的动量和位置，这也说明绝不能把宏观物体的可观测量简单盲目地还原到微观。由此我们可以看出，造成经典科学观与现代科学观认识论和方法论不同的根本在于思考和观察问题的层面不同。经典科学一味地强调外在联系观，而量子力学则更强调关注事物内部的有机联系。所以，量子力学把内在联系作为原因从根本上动摇了还原论观点。

三、量子力学使得科学思维方式由追求简单性发展到探索复杂性

从经典科学思维方式来看，世界在本质上是简单的。牛顿就说过，自然界喜欢简单化，而不喜欢用什么多余的原因以夸耀自己。追求简单性是经典科学奋斗的目标，也是推动它获取成功的动力。开普勒以三条简明的定律揭示了看似复杂的太阳系行星运动，牛顿更是用单一的万有引力说明了千变万化的天体行为。因而现代科学是用简单性解释复杂性，这就隐去了自然界的丰富多样性。

量子力学初步揭示了客观世界的复杂性。经典科学的简单性是与把物理世界理想化相联系的。经典物理学所研究的是理想的物质客体。它不但用理想化的“质点”、“刚体”、“理想气体”来描述物体，而且把研究对象的条件理想化，使研究的视野仅仅局限于人们自己制定的范围之内。而客观世界并不是如此，特别是进入微观领域，微观粒子运动的几率性、随机性；观测对象和观测主体不可分割性等都足以说明自然界本身并不是我们想象的那么简单。

在现代科学中，牛顿的经典力学成了相对论的低速现象的特例，成为非线性科学中交互作用近似为零的情况，在量子力学中是测不准关系可以忽略时的理论表述。复杂性的提出并不是要消灭简单性，而是为了打破简单性独占的一统地位。复杂性是把简单性作为一个特例包含其中，正如莫兰所说的，复杂性是简单性和复杂性的统一。复杂性比简单性更基本，可能性比现实性更基本，演化比存在更基本。[7]今天的科学思维方式，不是以现实来限制可能，而是从可能中选择现实；不是以既存的实体来确定演化，而是在演化中认识和把握实体。复杂性主张考察被研究对象的复杂性，在对其作出层次与类别上的区分之后再进行沟通，而不是仅仅限于孤立和分离，它强调的是一种整体的协同。

四、量子力学使科学活动中主客体分离迈向主客互动

经典科学思维方式的一个指导观念就是，认为科学应该客观地、不附加任何主观成分地获取“照本来样子的”世界知识。玻尔告诉人们，根本不存在所谓的“真实”，除非你首先描述测量物理量的方式，否则谈论任何物理量都是没有意义的！测量，这一不被经典物理学考虑的问题，在面对量子世界如此微小的测量对象时，成为一个难以把握的手段。因为研究者的介入对量子世界产生了致命的干扰，使得测量中充满了不确定性。在海森伯看来，在我们的研究工作由宏观领域进入微观领域时，我们就会遇到一个矛盾：我们的观测仪器是宏观的，可是研究对象却是微观的；宏观仪器必然要对微观粒子产生干扰，这种干扰本身又对我们的认识产生了干扰；人只能用反映宏观世界的经典概念来描述宏观仪器所观测到的结果，可是这种经典概念在描述微观客体时又不能不加以限制。这突破了经典科学完全可以在不影响客体自然存在的状态下进行观测的假定，从而建立了科学活动中主客体互动的关系。

例如，关于光到底是粒子还是波，辩论了三百多年。玻尔认为这完全取决于我们如何去观察它。一种实验安排，人们可以看到光的波现象；另一种实验安排，人们又可以看到光的粒子现象。但就光子这个整体概念而言，它却表现出波粒二象性。因此，海森伯就说，我们观测的不是自然本身，而是由我们用来探索问题的方法所揭示的自然。[8]

量子力学的发展表明，不存在一个客观的、绝对的世界。唯一存在的，就是我们能够观测到的世界。物理学的全部意义，不在于它能够描述出自然“是什么”，而在于它能够明确，关于自然我们能够“说什么”。

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[摘要]20世纪三次物理学革命之一的量子力学突破了经典科学的机械决定论，使之转化为非机械决定论；使得科学认识方法由还原论转化为整体论；使得科学思维方式由追求简单性到探索复杂性；确立了科学活动中主客体互动关系。

关键词：量子力学；经典科学世界图景；

参考文献：

[1]林德宏.科学思想史[M].第2版.南京：江苏科学技术出版社，2004：270-271.

[2]郭奕玲，沈慧君.物理学史[M].第2版.北京：清华大学出版社，1993：1-2.

[3]刘敏，董华.从经典科学到系统科学[J].科学管理研究，2006，24(2)：44-47.

[4]宋伟.因果性、决定论与科学规律[J].自然辩证法研究，1995,11(9)：25-30.

[5]彭桓武.量子力学80寿诞[J].大学物理，2006，25(8)：1-2.

[6]疏礼兵，姜巍.近现代科学观的演进及其启示[J].科学管理研究，2004,22(5)：56-58.

机械原理的研究对象范文第4篇

一、了解力学发展起源

力学是一门应用学科，是随着人们在生产生活中的需要产生的.发现了杠杆原理的阿基米德曾经说过这样的豪言壮语：“给我一个支点，我可以翘起地球.” 力学的发展可以分为以下四个阶段.

第一阶段，伽利略通过对10磅重的铁球和1磅重的铁球进行抛体运动，结果发现两者同时落地，直接否决了传统的亚里士多德的观点，得出了加速度的概念，阐明了自由落体运动规律.牛顿在总结前人经验的基础上提出了运动三大定律，标志着力学真正开始成为一门独立的科学.

第二阶段，达朗贝尔和拉格朗日在对受约束的质点和质点系进行研究后分别提出了达朗贝尔原理和拉格朗日分析力学，随后欧拉开创性地把牛顿运动定律引入到刚体和理想液体的研究范围中，从此开始了介质力学的研究.

第三阶段，由普朗特和卡门作为先导者，他们两人通过独特的方法解决了材料力学、结构力学同弹性力学、水动力学之间的研究方法上的差异，为物理学的研究开创了新的局面.

第四阶段，随着计算机技术的兴起，从而在计算速度和计算效率上对力学发展注入了强劲动力，促使航天力学和分子力学取得了重大进步.

二、强化力学概念理解

高中物理力学知识的学习中，概念学习既是入门基础性学习，又是理念物理内容的关键所在.以力的概念而言，物理学给出了这样的定义，即力是物体间相互的机械作用，具体细分的话，又可以划分为力的外效应和力的内效应.外效应是指物体的机械运动状态发生变化，内效应是指物体产生变形.在学习过程中，学生要深入发掘概念内部的隐含条件，认真剖析概念背后的实质内容，这样才能全面、深刻地理解概念.

1．对物理概念的理解，要从感性认识上升到理性认识，由表及里抽象出概念的本质属性.

2．重视物理概念在解决实际问题中的意义，认真体会从实际问题中概括、抽象出概念本质的过程，注意掌握相关的物理方法和体现出来的物理思想.

3．在概念学习中，要注意与之相对应的物理公式学习，扎实掌握公式的应用范围和求解顺序.

4．在概念学习中，还应注重所反映的物理过程、物理背景，全面理解物理概念内容.

三、注重力学学习过程

1．确立研究对象.在学习中，研究对象可能是单个质点，也可能是一个复杂的系统，在这种情况下，如果是对整体进行研究，只需要对单位物体进行分析，则相对比较简单；如果是将系统内部的物体作为研究对象，则除了要分析外部受力情况以外，还要对系统内部物体进行分析，这种情况下的研究就比较复杂了.

2．开展受力分析.在确定研究对象之后，就要有针对性地开展受力情况分析，做受力分析图是这种情况下最为常用的手段之一.对于整体研究对象，可以将多个质点看作是一个整体进行受分析；对于单个物体的研究，需要详细分析每一个作用力的大小方向，既包含外力，还要涵盖内部作用力.

3．确定物体状态.在分析完受力情况以后，需要依据条件分析研究对象的具体状态，如做什么样的运动、遵守什么样的规律等，这些都是在受力示意图作出之后要分析思考的内容，准确判定研究对象的具体状态可以更有针对性地选取做题依据.

4．细心求解.学生要细心认真地列式求解答案.由于高中物理与高中数学联系比较密切，所以求解过程需要学生具备一定的数学能力.

四、认真开展力学实验

机械原理的研究对象范文第5篇

[关键词]起重机械 振动检测 故障诊断 技术

中图分类号：U653.921 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）48-0396-01

起重机械检测时，应根据振动理论，结合与起重机械异常相关的振动物理量，如烈度频率等参数进行综合判定。但实际检测时，一般采用人体感官作初步判断，必要时才采用如振动加速度一个或几个参数对振动和冲击有无异常进行复核。显然此种简单的评定方法无法全面反映设备运行状态。故振动和疲劳而使设备在使用寿命期内发生意外严重事故，致使操作人员的人身安全和企业的经济效益受到不同程度的损伤，因此对其展开研究就有十分积极的意义。

一、起重机振动测试技术的相关论述

振动测试技术是通过对正在运转过程中的机械设备产生的振动现象进行测试，或用人为的激振试验法测量设备对标准激励振动信号的传递特性来分析系统设备的特征参数以判断设备的故障存在与否。发展至今，振动测试技术已在上述行业的应用中形成了一套完整的测试原理及方法、特征信号的处理与提取、故障诊断和状态识别的体系，由于起重机械内在结构和外部工况都更加复杂，在起重机械由于风载和外部激励导致的金属结构振动响应的服役安全评估与评价方面，国内外相关的研究还不太多。

1、机械设备和结构工作时的振动测试

这种测量可利用振动信号对设备和结构的运行状态进行监测评估和故障诊断，王灵敏利用大型旋转机械的振动监测做的振动故障特征综合分析，建立了相关的非线性动力学模型，并提出了振动故障机理与系统参数之间的相关规律。

2、系统特征参数的测试

包括系统的频响函数、脉冲响应函数、模态参数和物理参数等。这类测试往往要对设备或结构施加某种激励或利用环境自然激励，使其产生振动，然后测量其振动，此类测振的目的是研究设备或结构的力学动态特性。刘柏清等把港口门座起重机作为研究对象，以额定载荷作为测试激励源，通过对转台平面进行振动测试，实测转台平面的频率响应函数来确定系统的动态特性，得出转台平面振动模态参数。

3、信号的获取与传感技术、信号的处理与特征值的提取

可靠的信号获取与先进的传感技术是故障诊断的前提，从测试信号中提取所需要的信号特征值，是发现故障征兆的必要条件。2009 年，美国三院院士、西北大学机械系 ACHENBACH 教授对结构健康监控范畴做了重要论述，将传感技术等列为重要研究内容； 韩国的 YUN 开展了传感器布置的研究，取得了显著的研究成果； 英国谢菲尔大学、剑桥大学等长期致力于设备在线监测与损伤识别的研究工作，中国的陈进等在信号处理技术故障诊断专家系统等方面做了大量研究。

二、起重机械振动测试技术的应用

1、机械结构振动测试

对起重机整机结构来说，振动研究包括测试系统的动态特性参数，如固有频率的测定、阻尼比 （ 或阻尼系数） 的测定和振型的测定等。解析分析法与试验分析法结合的模态分析技术是结合模态测试优化技术理论和结构强度测试的经验，预先建立结构的有限元模型计算出结构的有限元模态参数，利用结构有限元模态参数对结构模态试验的具体操作进行优化，以提高模态试验测得结构模态参数的精度与可靠性，它包括确定结构模态试验的悬挂位置，激励位置和测量位置等内容。在通过试验分析法，现场实测得到的模态与解析分析法的模态进行对比，进而对结构的损伤状况进行识别，寻找可能存在的故障，这种对比分析也能对检测的设备提供更准确、有效、可靠的振动响应结果与模态数据。

2、起重机振动故障诊断的探索

层次分析法 （ AHP） 将起重机械安全性评估分为单构件影响因素、单构件、子系统、整机金属结构和整机综合性能 5 个层次。因此，振动故障诊断可从以下两个方面进行突破。1） 实现由单故障研究到群故障研究的突破起重机主金属结构或关键零部件的磨损、剥落、裂纹等故障往往同时出现或先后级联发生，其振动信号并非多个单故障征兆信号的简单叠加，而是表现为故障特征信号的相互耦合，盲目地以单一故障对金属结构的服役安全做以诊断会造成漏判甚至误判。在起重机械安全评估中，单故障诊断目前主要是依靠信号处理的方法，且引发的振动信号特征与其他干扰成分的频谱容易区分，在单故障的损伤模式识别和故障诊断的基础上，研究群故障耦合特征的一次性分离和诊断方法，逐步实现多故障的损伤模式识别与诊断。2） 实现由零部件故障研究到整机系统故障研究的突破起重机械的零部件振动故障诊断主要是针对关键零部件，这种零部件级的振动故障往往只能诊断出诱发性故障，不能根治整机系统故障隐患。在面对整机系统的振动故障时，应该从系统的整体性和联系性出发，深入研究系统内部各组成部分的动力特性、相互作用和联结关系，得出零部件故障的初步结论，接着探索系统故障的根源，找出原发性故障的成因。

三、起重机械振动测试升级路径

振动技术其基础理论研究已经相当成熟.但在起重机械行业内重视不足，只有综合设计、制造、安装、检测等环节相关单位开展系统的基础性应用研究，在取得大量数据的前提下，才能找出各种起重机械空载、额载、起升、下降、运行、回转等不同状态下的异常特征参数关联。位移、振动烈度、绝对均值、均方根值、峭度、峭度因子、波形因子、加减速度、噪声、冲击、速度有效值、功率谱密度函数、频域时域特性等振动参数，都是所研究对象。

结语

随着《特种设备安全法》的颁布和实行，特种设备安全监督部门对特种设备的监管力度将进一步加大。为了实现国产起重机械整体技术提升，相关部门应依据法律法规支撑，加强行业引导，提高标准要求，制定出适应起重机械的振动检测判定依据和方法。明确了相应的判定依据和方法，才能降低特种设备检侧机构执行的难度，为社会提供有保障的技术支撑。

参考文献

[1] 何宇东. 基于神经网络的起重机械安全评价方法研究[D].南昌大学，2012.

[2] 张帆. 基于可拓实例推理的起重机械装配序列规划系统研究[D].浙江工业大学，2012.

[3] 赵翠. 基于灰色理论的起重机械事故预测研究[D].安徽理工大学，2014.